1光纤通信基础
光通信基础
光通信基础
光通信基础是指利用光作为传输介质进行通信的技术。
光通信作为一种高速、高带宽、低延迟的通信方式，已经成为现代通信领域的重要组成部分。
本文将从光通信基础的原理、应用和未来发展等方面进行探讨。
光通信的基础原理是利用光纤作为介质传输信息。
光纤是一种细长的玻璃纤维，能够将光信号沿着其传输，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。
光通信系统一般包括光源、调制器、光纤、接收器等部分。
光源可以是激光器或LED 灯等，通过调制器将电信号转换成光信号，经过光纤传输到接收器，再将光信号转换为电信号进行解码。
这样就实现了信息的传输。
光通信在各个领域都有广泛的应用。
在通信领域，光通信可以实现高速、高带宽的数据传输，适用于互联网、移动通信等场景。
在医疗领域，光纤传感技术可以实现对人体内部的观测和检测，用于医学诊断和治疗。
在军事领域，光通信可以实现安全、抗干扰的通信，保障国家安全。
在工业领域，光通信可以实现工业自动化和智能制造，提高生产效率和质量。
未来，随着5G、物联网、人工智能等技术的发展，光通信将迎来更广阔的发展空间。
未来的光通信系统将更加智能化、高效化，能够适应复杂多变的通信环境。
同时，光通信的成本也将进一步降低，普及范围将更广。
总的来说，光通信基础是现代通信领域不可或缺的一部分。
其高速、高带宽、低延迟等优点使其在各个领域都有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和发展，光通信将为人类社会带来更多的便利和发展机遇。
希望在未来的发展中，光通信技术能够更好地服务于人类社会的发展和进步。
1.光纤光缆基础知识
THANK YOU！
产生光损耗的原因大部分为光纤具有的固有损耗和光纤制造后 的附加损耗。前者主要包括瑞利散射损耗、吸收损耗、波导结构不完 善引起的损耗;后者包括微弯损耗、弯曲损耗、接续损耗等。
损耗成因
瑞利散射损耗
吸收损耗
固有损耗
附加损耗
对于光纤损耗的成因及其解决方案，在这里不做深入的研究，了解即可。
微弯损耗
弯曲损耗
接续损耗
N/A
GSK/GMK/GCF
B5
G656
N/A
B6
G657
N/A
多模62.5/125
A1b
N/A
OM1
MCF
OM2
ACF
多模50/125
A1a
G651.1
OM3
OM4
我们公司最常用的光 纤为G652D和G655
G.652是常规单模光纤，零色散 点在1300nm，此点色散最小；同 时根据PMD又分为G. 652A、B、C、 D四种。
按传输模式分类
类型
解释
纤芯只能传输 单模光纤 单个模式的光
纤
多模光纤
纤芯能传输多 个模式的光纤
纤芯直径 包层外径
8μm-10μm 125μm
50μm、 62.5μm
125μm
2. 光纤分类
2.3 总结
光纤 类型
单模 光纤
传输模式
只能传输单 模式的光纤
多模 光纤
能传输多个 模式的光纤
传输距离 传输距离远
6. 光缆简介
6.2 光缆分类
用途
光纤种类
光纤芯数
加强件配置
传输导体、介质状况 铺设方式
结构方式
用户光缆 单模光缆 单芯光缆
光纤通信概述通信原理论文(一)
光纤通信概述通信原理论文(一)光纤通信概述通信原理论文光纤通信是一种传输信息的方法，通过利用光纤传输光的方式来传输信息。
相较于传统的电缆传输方式，光纤传输方式有着更高的传输速度和更大的传输容量，因此已经被广泛应用于很多领域之中。
光纤通信的传输原理由两部分构成：信号的传输和光波的传输。
信号的传输是指电子信号通过光纤中的信号处理器进行数字化，然后通过调制器将其转换为光信号。
光信号的传输是指在光纤中的光信号的传输。
这两部分共同构成了光纤通信的传输原理。
光纤通信的传输速率是指可以在单位时间内传输的数据量。
它的速率一般用每秒钟传输的比特数（bps）来表示。
光纤通信的传输速率很高，可以达到1Gbps或更高。
由于传输速率越高，传输的数据量越大，因此光纤通信的传输容量也很大。
光纤通信的传输容量是指在单位时间内可以传输的最大数据量。
传输容量决定了光纤通信可以传输多少数据，传输速率决定了将这些数据传输到目的地所需的时间。
光纤通信主要有两个部分构成：发送端和接收端。
发送端是指发送信息的终端设备，它通常由一个数字到模拟转换器、一个调制器和一个激光二极管组成。
接收端是指接收信息的终端设备，它通常由一个接收器和一个放大器组成。
在光纤通信中，发送端的任务是将信号转换为光信号，并将其通过光纤发送到接收端。
接收端的任务是收集光信号并将其转换为电信号，然后将其发送到接收端的终端设备。
总的来说，光纤通信是一种高速、高容量的通信方式。
它的传输原理由信号的传输和光波的传输构成，传输速率和传输容量都很高。
通过发送端和接收端的协调工作，光纤通信可以将信息准确、快速地传输到目的地。
随着技术的不断改进，光纤通信在未来的通信领域中有着广阔的发展前景。
光纤通信系统PPT课件
48 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传输波长分类 (1)短波长光纤
37 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(3)三角形光纤 纤芯折射
率分布曲线为 三角形。
38 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤折射率分布曲线 39 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传导模的数目分类： 传导模指能够在光纤中远距离传输的传
播模式。 (1)多模光纤
当纤芯的几何尺寸（直径一般为50μm） 远大于光波波长(如1.55μm)时，光纤剖面折 射率分布为渐变型，外径125μm。光纤传输 的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模 式，称为多模光纤。
40 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(2)单模光纤 当纤芯的几何尺寸较小（一般为
8μm～10μm），与光波长在同一数量级， 这时，光纤只允许一种模式（基模）在 其中传播，其余的高次模全部截止，这 样的光纤称为单模光纤。
单模光纤的折射率分布多呈阶跃性。
41 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒 质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础 设施的支柱。
7 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统是以光导纤维和激光 技术、光电集成技术为基础发展起来的 通信系统，它具有频带宽、重量轻、体 积小、节省能源，主要用于大容量国际、 国内长途通信干线，也用于短局间中继。 我国今后不再敷设新的长途电缆线路， 而全部采用光缆。
实用的光纤通信系统一般都是双向 的，每一端都有光发送机、光接收机和 电发送机、电接收机并且每一端的光发 送机和光接收机做在一起，称为光端机， 电发送机和电接收机组合起来称为电端 机。同样，中继器也有正反两个方向。
《光纤通信》课后习题答案
《光纤通信》课后习题答案第一章1.光纤通信的优点和缺点是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点包括：接口昂贵、强度差、无法传输电源、需要专用工具、设备和培训、无法经受长期检查等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电气接口、电压电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件由光源、光源光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是led或ld，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压―电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源―光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光探测器组件、放大电路和模拟或数字电气接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤检测器耦合器、光检测器和电流电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有pin和apd。
然后再通过电流―电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
一光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套组成。
光缆线路箱：光缆厂家生产的光缆一般为2km。
因此，如果光传输和光接收之间的距离超过2km，则需要每隔2km将光缆与光缆线路盒连接。
光缆接线盒：主要用于将光缆从室外（或室内）引入室内（或室外），将光缆中的光纤与光缆分开，一般放置在光设备室内。
光纤连接器：主要用于将光发射机（或光接收机）与从光缆接线盒中分离出来的光纤连接，即光纤跳线与光缆中的光纤连接。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5ghz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解决方案：根据问题的含义，得出在5GHz微波载波下，数字通信系统的比特率为50MB/s，可传输781路64KB/s音频信道。
简述光纤通信的原理及应用
简述光纤通信的原理及应用一、光纤通信的原理光纤通信是一种利用光学原理传输信息的技术。
其原理基于光的折射与反射特性，即光线在两种介质之间传播时会发生折射或反射。
光纤通信利用光纤作为信息传输的介质，通过将信息转化为光信号，并利用光的折射与反射，将光信号在光纤中传输，并在接收端将光信号转化为电信号，从而实现信息的传输。
光纤通信的原理主要包括以下几个方面：1.1 光的传播特性光在光纤中的传播主要遵循光的折射和反射特性。
当光线从一种介质（如空气）射入到另一种具有不同折射率的介质（如玻璃光纤）中时，光线会发生折射。
而光线在介质表面发生反射时，会沿着入射角等于反射角的方向反射。
基于这些特性，光纤可以将光信号传输到目标位置。
1.2 光的衰减与色散光在光纤中的传播过程中，会受到衰减和色散的影响。
光在光纤中传播时，会发生能量损耗，导致光信号的强度逐渐减弱，这就是光的衰减现象。
而色散是由于光的不同频率成分传播速度不同而引起的，导致光信号在传输过程中发生信号失真。
1.3 光的调制与解调光纤通信中，发送端将电信号转化为光信号进行传输，这个过程叫做光的调制。
而光信号到达接收端后需要将光信号再转化为电信号，这个过程叫做光的解调。
光的调制和解调过程采用的是光电器件，如光电二极管等。
1.4 波分复用技术波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是光纤通信的一项重要技术。
它利用不同波长的光信号在光纤中进行并行传输，从而实现光纤通信的高容量传输。
利用波分复用技术，可以实现多个光信号同时传输，大大提高了光纤通信的传输速率和带宽。
二、光纤通信的应用光纤通信作为一种高速、大容量、抗干扰能力强的通信方式，在现代通信领域的应用非常广泛。
下面列举一些光纤通信的主要应用领域：•宽带接入光纤通信作为宽带接入的主要手段，能够提供高速、稳定的网络连接，满足了人们对于宽带网络的需求。
光纤宽带接入常见的应用包括光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）等，广泛用于家庭、办公楼、学校等场所，提供高速互联网接入服务。
光纤通信系统 第一章 概述
制造中造成强度下降的原因
（1）预制棒在制造中可能存在杂质和气泡，会 转移到光纤中。由于杂质的膨胀系数与周围玻 璃不同，可能导致裂纹，造成强度的下降；气 泡对强度的影响将更大。 （2）拉丝过程中，拉丝炉的温度稳定性、周围环 境中的粉尘及拉丝卷绕等有可能使光纤表面出 现划痕、裂纹等机械损伤，影响光纤的强度。 环境中的水分等有害物质将对光纤造成腐蚀， 使光纤表面的裂纹扩展，降低光纤强度。
光纤简介
光纤通信的发展概况
光纤通信的主要特点
光纤通信系统的基本组成（重点）
光纤通信要解决的基本问题
一、光纤简介
光纤结构
光纤材料
玻璃光纤
塑料光纤
专用光纤（氟化物光纤，光敏光纤等）
光纤的制造
目前通信用光纤主要是以石英玻璃 （SiO2）为主的石英光纤。 制造光纤流程：
涂覆和套塑流程
光纤预制棒生产企业有五家：长飞、法尔 胜光子、烽火通信、杭州富通和特恩弛，5 家企业的生产能力是2000万公里／年。 光纤拉丝生产企业有19家：长飞、上海光 纤、南京华新藤仓、深圳特发、成都中住、 杭州富通、法尔胜光子、西古、烽火通信、 天大天财、特恩弛、亨通阿尔法、中天科 技、华伦光纤、富春江、上海华源、山东 太平洋、海南韩国三星、海南睿丰，这19 家企业的生产能力是3500万公里／年。
衰减、色散对脉冲的影响示意
3. 非线性效应
光波间或光波与其中传输的材料之间 的相互作用，从而对光信号产生影响。能 引起噪声和串扰。
光缆
1. 要求： 避免受到破坏力 防止光纤传输特性的劣化 易于操作 2. 构造: 缆芯，加强元件，护层
缆芯 缆芯由光纤的芯数决定，有单芯、多 芯。 多芯光缆要对光纤进行着色以便于识 别。 为防止气体和水分子浸入， 光纤中应 具有各种防潮层并填充油膏。
1 FTTH基础知识及主要设备简介
GPON
zFSAN提出，ITU-T标 准化 G.984.x zATM、GEM封装 z技术复杂，成本略高 z标准仍在完善 z已试商用和小规模部署
封装协议不同
22
PON网络中的光分路器
23
PON网络的光纤分路技术
两 种 常 用 的 无 源 光 分 路 器
光波导型
熔锥型 内 熔锥型ODN ODN的 的内 部 构成 部构成
20
PON系统由局端设备（光线路终端OLT）、无源光分配网络ODN和用户
ODN定界
¨
光分配网（ODN）位于 PON网络中OLT侧S/R参 考点和ONU侧R/S参考 点之间。
¨
ODN： 光纤/光缆； 光分路器； 光连接器，包括活动连 接器和冷接子； 光配线架； 接头盒/分歧接头盒。 光交接箱
8
光纤的结构
护套 n 包层
N 纤芯
包层 纤芯
N > n包层 纤芯 N 纤芯 > n 包层
¾ 光纤由纤芯和包层组成 ¾ 纤芯的折射率高于包层的折射率(通过对光纤掺 杂杂质，光纤的折射率改变了)
9
光纤传输原理—全反射
入射 θ1 θ3 反射 入射 θ1 折射
纤芯n1
θ2 折射
纤芯n1 包层n2 n1<n2
FTTCab（光纤 到交接箱）
以光纤替换传统 （骨干）馈线电 缆，ONU部署在交 接箱即FP点处， ONU下采用其他介 质接入到用户。
FTTB（光纤到楼 宇/分纤盒）
ONU部署在传统的分纤 盒（用户引入点）即 DP点（DP distribution point分配点），ONU 下采用其他介质接入用 户。
发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光纤与光缆
常见光纤连接器种类： FC/PC：FC，圆头尾纤连接器，PC，陶瓷截面为平面； SC/PC：SC，方头尾纤连接器，PC，同上； FC/APC：FC，同上，APC，以截面中心为圆心，向外倾斜 80度。
20
第三章 光源器件与光发送机
光纤通信对光源器件的要求
发射光波长适中 0.85μm、1.31μm和1.55μm附近。
9
光纤与光缆
光通道参数：衰减、色散 光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。
衰减 使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。 1310nm窗口每公里衰减：0.4dB/km 1550nm窗口每公里衰减：0.25dB/km
色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰，降 低信号质量。
光纤通信基础
1
课程目标
华为技 术
一﹑光纤通信概论 二﹑光纤与光缆 三﹑光发送与光接收
2
光纤通信概论
光纤通信概念 光纤通信以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波， 以达到通信之目的。 数字光纤通信系统的基本组成：光发送机﹑光接收机﹑光纤
3
光纤通信概论
典型的数字光纤通信系统方框图
华为技术
12
光纤与光缆
光纤的类型 G.652光纤：在1310nm波长窗口色散性能最佳，是
目前应用最广泛的光纤。 在1310nm处，色散小，衰耗大； 在1550nm处，色散大，衰耗小；
G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆为最小 值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应(FWM), 限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。
中继距离长 光纤具有极低的衰耗系数。目前商用化石英光纤已达 0.19dB/km以下，配以适当的光发送与光接收设备，中继距离 达数百公里以上，特别适用于长途一、二级干线通信。
6
光纤通信优点
保密性能好，抗干扰能力强 由于光的频率极高，远高于一般的电磁波的频率，而且光波 在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射， 因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗 干扰能力强。
便于施工和维护 体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既可以直埋、 架空，双可能通过管道和水敷设。
7
光纤与光缆
光纤的构造 光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大部分组成
8
光纤与光缆
光纤的工作波长（工作窗口） 光线路信号在光纤上传送的波长：850nm、1310nm、 1550nm。 850nm窗口只用于多模传输 1310nm和1550nm窗口 用于单模传输。
10
光纤的类型
光线路信号在光纤上传送的波长：
三个工作窗口：850nm、1310nm、1550nm 其中850nm窗口只用于多模传输，用于单模传输的 窗口只有1310nm和1550nm两个波长窗口。
11
光纤的类型
光通道参数：衰减、色散、反射
光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双 重影响。 衰减使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加 而功率下降。 1310nm窗口每公里衰减：0.4dB/km 1550nm窗口每公里衰减：0.25dB/km 色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间 干扰降低信号质量。
15
光接口应用分类代码的含义：（如L-4.1）
第一个字母表示不同的使用场合（传输距离） I：局内通信，不超过2km; S：短距离通信，一般指0～30km L：长距离局间通信,一般指30～50km； V：甚长距离通信，50～90km; U：超长距离局间通信，超过90km；
短画线后的第1个数字表示不同的线路速率： 1：表示STM-1; 4：表示STM-4; 16:表示STM-16
发射光功率足够大（指入纤光功率） 温度特性好
光源器件的发光波长与发射光功率易随温度变化，在较高温度下 其性能容易劣化。 发光谱宽窄 谱线宽度 应小于2nm。谱线过宽，会增大光纤色散，减少光纤 的传输容量与传输距离。
光发送机 光纤
中继器 光纤
光接收机
发送端的电端机把信息（
如话音）进行模/数转换，用转
电端机（模/ 换后的数字信号去调制发送机
数） 中的光源器件LD，输出发出携
带信息的光波。光波经光纤传
输后到达接收端，光接收机把
模拟信号 数字信号从光波中检测出来送 给电端机，而电端机再进行数/
模拟信号
模转换，恢复成原来的信息。
16
光接口应用分类代码的含义：（如L-4.1）
紧接点号后的数字表示使用的光纤类别及工作波长： 1和空白：1310nm波长，使用G.652光纤 2：1550nm波长，使用G.652和G.654光纤 3：1550nm波长，使用G.653光纤 5：1550nm波长，使用G.655光纤
17
18
光纤与光缆
光缆简介 光缆为光纤提供可靠的机械保护，使之适应外部使用环境， 并确保在敷设与使用中光缆的光纤具有可靠的传输性能。
光缆特性： 光缆虽有一定的强度和抗张力，但经不起过大的侧压力与拉 伸力。光缆在短期内可接触水，当时间过长会增加光纤的衰 耗。
光缆分类： 架空光缆、直埋式光缆、铠装光缆、海底光缆、阻燃光缆等 等。
电端机（模/ 数）
模拟信号
4
光纤通信概论
携带信息的光波： 数字信号为"1"时，光源器件发送一个"传号"光脉冲； 当数字信号为"0"时，光源器件发送一个"空号"（不发光）。
5
光纤通信优点
通信容量大 一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微 波等要高出几十乃至上千倍。
波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用， 通信容量近乎无限。
13
光纤与光缆
光纤的类型 G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用于长再生中继距
离的海底光缆。 G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm处色散受
限和G.653光纤在1550nm处出现四波混频效应的缺陷，适用 于WDM系统。
14
光纤的类型
光纤的应用
单模光纤： 若工作于1310nm窗口，则只使用G.652光纤 若工作于1550nm窗口，则G.652, G.653, G.654和G.655均可。 密集波分复用系统，不采用G.653 新敷设的光纤建议采用G.655 多模光纤：只用于局内。